شمش چیست و روش تولید آن

شمش توده‌ای از فلز تقریبا خالص است که به اندازه و شکلی (مانند میله، صفحه یا ورق) ریخته می‌شود که برای نگهداری، حمل و نقل و کار در یک محصول نیمه تمام یا نهایی مناسب است. این اصطلاح به قالبی اطلاق می‌شود که فلز در آن ریخته‌گری می‌شود. همچنین طلا، نقره و فولاد برای پردازش بیشتر در شمش ریخته می‌شوند.

 شمش

به محصولات نیم‌ساخته‌ای که در مراحل بعدی تولید تحت فرایندهایی برای تبدیل به قطعات مورد نیاز قرار می‌گیرد شمش می‌گویند. انواع مختلفی از شمش‌ها به اندازه فلزات، مانند نیکل، آهن، آلومینیوم، کبالت و تیتانیوم و … وجود دارد. همچنین به فراورده‌هایی با سطح مقطع بزرگ‌تر از ۲۲۵ سانتیمتر مربع شمش و با سطح مقطع کوچک‌تر از آن در نورد فولاد شمشال گفته می‌شود.

انواع شمش

تک کریستال یکی از انواع ساخت شمش است. این نوع شمش توسط تکنیک‌های بریجمن یا فرآیند چکرالسکی تولید می‌شود. شمش تک کریستال فلزات به عنوان مواد معدنی عایق برای صنایع و زیورآلات یا نمیه‌ هادی کاربرد دارد. این شمش‌ها به دلیل استحکام بالا در صنایع زیادی استفاده می‌شوند. تولید تک کریستال با روش دندریت تک کریستال انجام شده و تولید آن با ریخته‌گری نیست.

از انواع دیگر آن می‌توان به شمش آهن، طلا، آلومینیوم و دیگر فلزات اشاره نمود.

روش تولید شمش

شمش‌ها از طریق انجماد فلز مذاب در قالب تهیه می‌شوند. تولید آن چند هدف را دنبال می‌کند که عبارتند از:

– قالب باید طوری ساخته شود که مواد مذاب کاملا درون آن سرد و منجمد شوند تا ساختار کریستالیت مناسب که خواص فیزیکی ماده را تعیین می‌کند، ایجاد شود.

– در مراحل بعدی اندازه و شکل برای ما اهمیت پیدا می‌کند.

– طراحی قالب از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا باید به گونه‌ای باشد که دور ریخت مواد مذاب به کمترین میزان برسد و مواد به آسانی خارج شوند. اگر دور ریخت مواد زیاد باشد هزینه نهایی شمش بالا می‌رود.

طراحی‌های متفاوتی برای قالب و رسیدن به خاصیت مختلف وجود دارد. قالب‌های شیاردار از بالا، از پایین یا افقی باعث افزایش سطح تماس شده و به انتقال حرارت سرعت می‌بخشد. در ساخت قالب از روش ریخته‌گری ماسه‌ و دیگر روش‌ها استفاده می‌شود.

قالب‌های مخروطی برای جلوگیری از ترک کاربرد دارند. این ترک‌ها به دلیل تغییر حجم هنگام انجماد جرم ثابتی از ماده به وجود می‌آیند. اگر ترک دیده شود دوباره ذوب و بازیافت می‌شود.

درصد زیادی از ساختار کریستالی مواد به رسوب و انجماد در مواد مذاب وابسته است. مواد مذاب در دیواره قالب سریع‌تر منجمد شده و باعث ایجاد ساختار ستونی از دانه‌ها می‌شود که این به نرخ سرد شدن قالب و سرعت انجماد مذاب بستگی دارد. سرد شدن ماده مذاب باعث ایجاد چندین ناحیه در قالب می‌شود.  چندین ناحیه به وجود می‌آید.

با استفاده از ریخته گری پیوسته نیز می‌توان شمش تولید کرد. در آمریکا 70 درصد شمش‌های آلومینیوم توسط ریخته‌گری سرمایش تولید می‌گردد. با استفاده از این روش امکان ایجاد ترک به حداقل می‌رسد.

بیشتر بخوانید: روش های از بین بردن خط و خش‌ استیل